畅想未来智能电网

发布时间:2011-03-16 阅读量:1375 来源: 发布人:

编者按:什么是智能电网?引用美国最大的电力公司Xcel能源公司白皮书的内容为:

在最低程度的人工干预下,利用各种燃料来源(例如煤炭、太阳能、风能),将其转换成电力,供用户最终使用(热、光及温水)的智能化自动平衡自我监测电网。这将是一个使可再生能源得以优化利用,并使环境得以最大程度保护的解决方案。智能电网能够察觉系统组成部分所出现的过载现象,并能变更电流的路程,以降低过载,防止潜在的停电。此外,智能电网促使消费者和电力公司之间进行实时交流,从而允许电力公司基于人类环境和/或价格参考对消费者能源的使用进行优化。

 

 

上图是TI描绘的未来智能电网的美好蓝图:除了有线电网,还配备了风力和太阳能并网发电设施;室内各种原来没有联系的设备通过各种通信手段互连并实现智能控制。当所有的设备都能通过网络连接起来时,不就成了物联网,所以智能电网是物联网的一种应用。(延伸阅读:智能抄表技术专题

要实现智能电网就要先实现智能电表。从智能电表的组成来看,主要包括通信、电源及电源管理、计量及存储等功能模块。我们先看看微软的智能电表项目介绍:

微软智能电表项目最大的特点在于仅需要添加一块电表,就可以计算家庭每个用电设 备的耗电情况。这部智能的电表就可以计算有效功率、无效功率、总电流和电流谐波,并分析其中的变化规律。比如在其他电子设备工作正常的情况下新开启一盏电 灯,电网中的各种信号就会发生一些波动,而同类电灯对电网产生的影响也都类似,每类用电器对电网影响的特性都被总结成特征信息,这个特征库被保存在网络 上,智能电表自动下载这些特征进而能自动区分出电网中绝大部分的用电器。智能电表可以跟踪电器的用电状况,甚至在它们工作出现异常耗电开始增多时给出警告。

如果使用类似微软的智能电表,我们可以了解每台电器用电的情况,比如照明花了多少电,电冰箱用电情况,是否与其上的能耗情况相符;我们还可以设定每个月的用电指标,超标了就给个提示等等。而且,清楚地了解每台设备的耗电情况非常重要,我们可以看个例子:MaximCEO曾经吃惊地发现家中的一台多媒体服务器每年的电费会达到$473 (美元)。仅仅一年的电费就超过了设备本身的价格! 这样贵的电费,您还会在购买服务器的时候只考虑设备成本,不考虑电费吗?
 
电费贵了,智能电网有解决方案:采用风、光并网发 电。如果没提到“并网”,情况可能完全不同。并网是指并入国家的电力网,也就是说国家电力网回收风、光发电的电能。如果每户家庭都使用风、光发电系统,这 个系统也就实现了分布式发电。分布式发电的一个好处是可以降低国家电网(包括峰值用电时段)的负荷。目前,投资成本是风光发电推广的障碍,除非国家出台很 好的补偿措施,能让购买的用户在1~2年内收回投资成本。另一个问题是国家电网未来是否支持并网?如果支持,普通居民可以将富余的电量“卖”给国家电网, 也就是说回收投资成本之后,居民还能“赚钱”!如果不支持,居民还需配备蓄电池,储存用不完的电量,再用于夜晚、无风环境下的用电。
 
光伏发电参考文章:
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